Intero Biosystems, perusahaan bioteknologi asal Amerika Serikat, mengembangkan teknologi usus mini manusia yang ditumbuhkan di laboratorium untuk membantu pengujian keamanan dan efektivitas obat. Inovasi bernama GastroScreen ini memanfaatkan sel punca manusia untuk membentuk jaringan menyerupai usus asli, lengkap dengan berbagai jenis sel yang mendukung fungsi pencernaan. Pengembangan tersebut menawarkan pendekatan baru bagi industri farmasi yang selama ini banyak mengandalkan pengujian pada hewan sebelum melakukan uji klinis. Melalui teknologi organoid, para peneliti berupaya memahami respons jaringan manusia terhadap obat secara lebih relevan, sekaligus membuka peluang untuk mengurangi penggunaan hewan dalam penelitian medis.
GastroScreen Menjadi Terobosan dalam Penelitian Semikonduktor Biologis dan Farmasi
Intero Biosystems merupakan startup bioteknologi yang mengembangkan model organ manusia untuk menyediakan alternatif model biologis dalam pengembangan farmasi. Pengembangan teknologinya berkaitan dengan pengembangan model jaringan manusia oleh peneliti University of Michigan. Melalui produk GastroScreen, peneliti dapat menggunakan model organoid usus manusia. Dibandingkan pendekatan pengujian dengan sel tunggal, GastroScreen menghadirkan sejumlah komponen biologis yang mendukung terbentuknya fungsi jaringan pencernaan. Pendekatan tersebut diharapkan mampu membantu proses evaluasi kandidat terapi sebelum digunakan pada pasien.
Perkembangan teknologi organoid menunjukkan perubahan dalam metode penelitian farmasi. Dalam praktik penelitian konvensional, peneliti menggunakan model sel sederhana serta pengujian hewan. Di sisi lain, hasil penelitian pada hewan belum tentu berlaku sama pada tubuh manusia. Dalam kondisi tertentu, hasil pengujian hewan mungkin tidak sepenuhnya menggambarkan toksisitas manusia. GastroScreen dikembangkan untuk menyediakan pendekatan pengujian berdasarkan jaringan manusia. Namun penting dipahami, hasil model laboratorium masih harus dibandingkan dengan data biologis dan klinis.
Proses Pembuatan Usus Mini dari Sel Punca Manusia
Teknologi GastroScreen memanfaatkan induced pluripotent stem cells atau iPSC, yaitu sel dewasa yang dikembalikan ke keadaan pluripoten melalui pemrograman ulang. Dalam lingkungan kultur khusus, sel dipandu untuk membentuk jaringan yang menyerupai struktur usus. Pertumbuhan organoid memerlukan kondisi laboratorium yang dikendalikan secara ketat. Hasilnya berupa organoid berukuran kecil yang memiliki karakteristik biologis usus. Walaupun dikenal sebagai mini intestine, organoid tidak memiliki seluruh fungsi sistem pencernaan manusia.
Keunggulan biologis utama model tersebut terletak pada keberadaan beberapa jenis sel yang bekerja dalam satu jaringan. Jaringan epitel digunakan untuk mempelajari perlindungan permukaan usus serta interaksi dengan senyawa. Pada bagian lain, komponen otot memungkinkan pengamatan aktivitas kontraksi. Jaringan saraf yang terdapat dalam organoid mendukung pengamatan respons neuromuskular pada model usus. Melalui integrasi komponen biologis ini, peneliti dapat mengevaluasi lebih banyak parameter dibandingkan kultur sel sederhana.
Peran Saraf, Pembuluh Darah, dan Otot pada Organoid Usus
Susunan biologis yang kompleks memungkinkan GastroScreen menampilkan sejumlah karakteristik fungsional usus. Fungsi yang dapat diamati mencakup kontraksi spontan menyerupai gerakan peristaltik. Kemampuan kontraksi memiliki manfaat ilmiah karena motilitas merupakan bagian penting dari fungsi gastrointestinal. Selain itu, organoid juga memiliki jaringan pembuluh darah yang dapat dialiri cairan. Fitur pembuluh darah dalam organoid membantu mempelajari fungsi jaringan yang lebih kompleks. Walaupun mempunyai karakteristik tersebut, model belum mencakup semua organ dan proses metabolisme.
Sistem organoid tersebut ditujukan supaya mampu diproduksi secara konsisten dalam jumlah lebih besar. Produk penelitian tersebut tersedia melalui vial berisi lebih dari 100 organoid yang masih hidup. Format pengirimannya tersedia sebagai kultur hidup maupun produk beku. Untuk sampel yang dibekukan, sampel dirancang siap diuji paling lambat sekitar tujuh hari setelah pencairan. Sementara itu, pengujian dapat dilakukan setelah sampel diterima sesuai prosedur. Standarisasi format produk mendukung penerapan pengujian pada berbagai institusi.
Manfaat Usus Mini Manusia untuk Pengujian Keamanan dan Efektivitas Obat
Fungsi penting organoid usus Intero mencakup pengujian keamanan obat pada jaringan pencernaan. Saat jaringan mini dipaparkan pada senyawa tertentu, tim riset dapat memeriksa tingkat kelangsungan hidup sel. Pengamatan juga dapat mencakup gangguan pada lapisan penghalang usus. Hasil eksperimen berpotensi mendukung mengidentifikasi senyawa yang berisiko menimbulkan efek samping. Sebagai contoh, respons gastrointestinal penting untuk dipertimbangkan karena sebagian senyawa dapat mengganggu fungsi saluran gastrointestinal. Namun demikian, model organoid tidak menggantikan evaluasi keamanan secara menyeluruh.
Di luar pengujian efek samping, GastroScreen juga dikembangkan untuk mempelajari penyakit pencernaan. Salah satu bidang yang menjadi perhatian adalah gangguan inflamasi dan pembentukan jaringan parut. Pembentukan fibrosis berkaitan dengan perubahan jaringan akibat proses pembentukan matriks yang berlebihan. Pada studi yang dirancang secara khusus, tim riset dapat menginduksi perubahan biologis tertentu. Pada tahap evaluasi berikutnya, senyawa kandidat terapi dapat diuji terhadap jaringan tersebut. Penggunaan model penyakit membuka kesempatan untuk mengidentifikasi respons seluler yang relevan terhadap pengobatan. Meski memiliki potensi penelitian besar, keberhasilan terapi klinis tidak otomatis mengikuti respons jaringan mini.
Peluang Organoid Mengurangi Pengujian Hewan dalam Industri Farmasi
Inovasi Intero Biosystems berkaitan dengan upaya mengurangi ketergantungan penelitian pada hewan. Melalui pengumuman pada April 2025, Food and Drug Administration atau FDA Amerika Serikat memperkenalkan strategi penggunaan metode pengujian nonhewan secara lebih luas. Strategi yang diperhatikan regulator melibatkan jaringan manusia yang ditumbuhkan di laboratorium serta simulasi digital. Arah pengembangan kebijakan tersebut berupaya mengembangkan sistem evaluasi yang dapat melengkapi pendekatan konvensional. Namun penting dipahami, setiap metode tetap memerlukan pembuktian yang memadai. Oleh karena itu, hasil pengujian organoid harus dibandingkan dengan bukti ilmiah lain.
Salah satu hambatan dalam penerapan GastroScreen adalah pengujian ketepatan model dalam menggambarkan efek senyawa. Walaupun model dibuat menggunakan jaringan manusia, kemampuan prediksi tidak dapat diasumsikan lebih baik tanpa pembuktian. Proses validasi membutuhkan perbandingan antara temuan pengujian laboratorium dan informasi keselamatan manusia. Untuk penggunaan pada skala industri, kualitas organoid perlu dijaga dalam setiap proses pembuatan. Pengembangan komersial memerlukan sistem distribusi yang menjaga kondisi biologis sampel. Apabila kualitas dan ketepatan pengujian dapat dibuktikan, organoid berpotensi menjadi alat penting dalam penelitian obat.
Potensi GastroScreen sebagai Inovasi Teknologi Biomedis
Inovasi GastroScreen memperlihatkan peluang baru dalam pengujian obat berbasis jaringan manusia. Dengan menggunakan sel punca manusia, platform tersebut menghadirkan jaringan mini dengan karakteristik menyerupai usus. Kombinasi sel penyusun usus dalam satu model membantu penelitian interaksi jaringan secara lebih menyeluruh. Pemanfaatan model ini dapat mendukung pengembangan metode pengujian keamanan dan terapi. Walaupun memiliki keunggulan biologis, keandalan metode harus diperiksa melalui penelitian lanjutan.
Pada era TEKNOLOGI farmasi modern, model jaringan buatan menghadirkan peluang inovasi penting. Keberadaan GastroScreen dapat membantu proses pemilihan kandidat obat yang menjanjikan. Apabila metode pengujiannya semakin matang, model jaringan manusia berpotensi memperluas penerapan metode nonhewan. Namun pada akhirnya, perlindungan manusia dalam pengembangan obat harus didahulukan. Menurut pandangan Anda, seberapa besar teknologi organoid akan mengubah penelitian obat? Mari berbagi pemikiran mengenai perkembangan teknologi organoid manusia.
